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Die
Erfindung bezieht sich auf ein bewegliches Dachteil in einem Fahrzeugdach
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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In
der
DE 101 16 094
A1 wird ein Klappverdeck für ein Fahrzeug beschrieben,
das über
eine Dachkinematik an die Fahrzeugkarosserie gekoppelt und zwischen
einer den Fahrzeuginnenraum überdeckenden
Schließposition
und einer heckseitigen Ablageposition zu verstellen ist. Zur Verbesserung
der Hebelverhältnisse
in der Dachkinematik ist eine Vorgelegekinematik vorgesehen, die
der Dachkinematik vorgeschaltet ist und über ein Stellglied betätigt wird. Diese
Vorgelegekinematik sorgt in den beiden Endpositionen für ein besseres
Hebelverhältnis,
also in Schließposition
und in Ablageposition, um das Fahrzeugdach zum einen mit einem geringeren
Kraftaufwand gegen die Gewichtskraft der Dachteile aus der jeweiligen
Endposition anheben zu können
und zum andern bei Annäherung
an die gegenüberliegende Endposition
die Dachbewegung abzubremsen, um eine langsame und stoßfreie Annäherung an
die Zielendposition zu erreichen. Die Vorgelegekinematik umfasst
eine Mehrzahl von Lenkern und Hebeln, was einen verhältnismäßig hohen
konstruktiven Aufwand erfordert und verhältnismäßig viel Platz zum Unterbringen
der Vorgelegekinematik notwendig macht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bewegliches Dachteil in
einem Fahrzeugdach mit konstruktiv einfachen und Platz sparenden
Mitteln zwischen der Schließ-
und der Ablageposition zu verstellen. Es soll insbesondere der für die Verstellbewegung
erforderliche Kraftaufwand reduziert werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Unteransprüche
geben zweckmäßige Weiterbildungen
an.
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Die
Vorgelegekinematik des erfindungsgemäßen, beweglichen Dachteiles
umfasst ein Federelement, das an einem Ende an einem schwenkbar gelagerten
Dachlenker angreift und diesen mit einem um dessen Drehgelenk wirkenden
Schwenkmoment beaufschlagt. Der Dachlenker wird durch das Drehmoment
des Federelements in die jeweils gegenüberliegende Endposition gedrückt, wobei
das Drehmoment des Federelements entgegengesetzt zu dem Drehmoment
wirkt, welches aus dem Eigengewicht des Dachteiles und der Dachteilkinematik
resultiert und das Dachteil in die aktuelle Endposition beaufschlagt.
Demnach wirkt das Federelement dem Eigengewicht des Dachteiles entgegen,
so dass auch nur ein reduzierter Kraftaufwand erforderlich ist, um
das Dachteil aus der betreffenden Endposition heraus anzuheben.
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Während der Überführungsbewegung
zwischen Schließ-
und Ablagestellung wandert die Wirklinie des Federelementes über die
Position des Drehgelenks des Dachlenkers hinweg, an dem das Federelement
angreift. Aufgrund des Hinwegwanderns der Wirklinie über die
Position des Drehgelenks kehrt sich die Wirkrichtung um, so dass
aus der anfänglich die
Anhebebewegung unterstützenden
Wirkung eine die weitere Überführungsbewegung
abbremsende Wirkung entsteht. Zweckmäßig erfolgt der Wechsel zwischen
unterstützender,
anhebender und abbremsender Wirkung im Bereich des höchsten Punktes des
Dachteiles, welcher etwa bei der Hälfte der Öffnungs- bzw. Schließbewegung
erreicht wird. Mit Überschreiten
dieser maximal angehobenen Position wirkt die Gewichtskraft des
Dachteiles nicht länger
in die Ausgangsendposition, sondern in die zu erreichende Zielendposition,
wobei die Wirkung der Federkraft die Überführungsbewegung abbremst, so dass
das Dachteil seine Endposition mit reduzierter Geschwindigkeit oder
sogar mit Geschwindigkeit Null erreicht. Dies hat den Vorteil, dass
auf zusätzliche, die
Dachteilbewegung abbremsende Maßnahmen verzichtet
werden kann. Aufgrund der sehr geringen Annäherungsgeschwindigkeit an die
Endposition wird ein sanftes Anschlagen in der Endstellung erreicht,
wodurch erhöhte
Belastungen für
die beteiligten Bauteile vermieden werden.
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In
einer zweckmäßigen Weiterbildung
ist vorgesehen, dass der Fußpunkt
des Federelementes, der dem Dachlenker abgewandt ist, in Abhängigkeit von
der aktuellen Dachteilposition seine Lage ändert. Dies erfolgt zweckmäßig über eine
kinematische Kopplung mit der Dachteilkinematik, so dass die Stellbewegung
der Dachteilkinematik automatisch auch zu einer Verstellung des
Fußpunktes
des Federelementes führt
und keine zusätzlichen
Aktuatoren erforderlich sind. Über
die Verstellung des Federfußpunktes
kann zusätzlich
die Wirklinie des Federelementes sowie das Hebelverhältnis beeinflusst
werden, unter dem das Federelement auf den Dachlenker wirkt. Beide
Effekte zusammengenommen, also die Winkeländerung der Wirklinie des Federelementes
sowie die Positionsänderung
des Fußpunktes, können zur
gewünschten,
positiven Beeinflussung zur Reduzierung der Anhebekraft aus jeder
Endposition sowie zur Abbremsung bei Annäherung an die gegenüberliegende
Endposition ausgenutzt werden.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführung
ist der Federfußpunkt
an einem Federhebel gehalten, der schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie gelagert
ist und mit einem Bauteil der Dachkinematik gekoppelt ist, insbesondere
mit einem zweiten Dachlenker, der gemeinsam mit dem ersten, vom
Federelement beaufschlagten Dachlenker eine Viergelenkkinematik
zur Verstellung des Dachteiles bildet. Grundsätzlich können im Rahmen der Erfindung
aber auch hiervon abweichende Dachteilkinematiken eingesetzt werden,
insbesondere diverse Mehrgelenkkinematiken, beispielsweise Siebengelenkkinematiken.
Die Ausführung
des schwenkbar gelagerten Federhebels, an dem der Federfußpunkt angreift,
hat den Vorteil einer verhältnismäßig einfachen
konstruktiven Gestaltung, bei der die Schwenkbewegung des Federhebels
für die Änderung
der Wirklinie des Federelementes sowie die Positionsänderung
des Federfußpunktes
ausgenutzt werden kann. Insbesondere unterstützt die Bewegung des Federfußpunktes auch
das Hinwegwandern der Wirklinie über
das Drehgelenk des Dachlenkers, an dem das Federelement angreift.
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In
einer vorteilhaften weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass
die Wirklinie des Federelements beim Überführen des Dachteils zwischen
Schließ- und
Ablagestellung auch über
die Position des Drehgelenks des Federhebels hinwegwandert, an dem der
Federfußpunkt
gehalten ist. Zweckmäßig wandert
die Wirklinie des Federelementes zumindest annähernd gleichzeitig über die
Position des Drehgelenks des Federhebels und auch über die
Position des Drehgelenks des Dachlenkers hinweg. Bis zum Erreichen
der Position des Drehgelenks des Federhebels stützt sich der Federfußpunkt über den
Federhebel am zweiten Dachlenker ab, so dass nicht nur der erste
Dachlenker sondern zusätzlich
auch der zweite Dachlenker von dem Federelement in Richtung der
gegenüberliegenden
Endposition kraftbeaufschlagt wird. Das Überschreiten des Drehgelenks des
Federhebels bewirkt eine Umkehrung der Wirkrichtung auch an dem
zweiten Dachlenker der Dachteilkinematik. Da gleichzeitig auch die
Position des Drehgelenks des ersten Dachlenkers überschritten wird, kehrt sich
auch bezüglich
dieses ersten Dachlenkers die Wirkrichtung des Federelementes um,
so dass die anfänglich
unterstützende
Wirkung des Federelementes in beiden Dachlenkern nunmehr in eine
abbremsende Wirkung in beiden Dachlenkern umgekehrt wird. Das Überschreiten
der Wirklinie in den beiden Drehgelenken erfolgt zweckmäßig mit
Erreichen der maximal angehobenen Dachteilposition.
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Die
unterstützende
Wirkung aus der Endposition heraus gilt sowohl für die Schließposition
des Dachteiles als auch für
die Ablageposition. Auch kehrt sich die Wirkung des Federelementes
bei beiden Dachteilbewegungen mit Erreichen der maximal angehobenen
Dachteilposition um, also sowohl bei der Überführung von der geschlossenen
Dachteilstellung in die Ablageposition als auch umgekehrt.
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Das
Federelement steht zweckmäßig in jeder
Endposition unter Vorspannung, um die erforderliche, unterstützende Wirkung
erzielen zu können. Zweckmäßig ist
das Federelement als Druckfeder ausgeführt, wobei im Rahmen der Erfindung
grundsätzlich
auch eine Ausführung
als Zugfeder in Betracht kommt.
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Die
Vorgelegekinematik mit dem Federelement dient dazu, das Dach in
allen seinen Positionen möglichst
im Bereich des statischen Gleichgewichts oder mit nur geringer Abweichung
hiervon zu halten, so dass dem Aktuator zur Verstellung des Daches primär nur die
Aufgabe zukommt, das Fahrzeugdach gegen Reibungskräfte und
Trägheitskräfte zu verstellen,
nicht jedoch das Dach zu halten, so dass entsprechend kleiner dimensionierte
Aktuatoren zum Einsatz kommen können.
Der gleiche Vorteil kommt auch zum Tragen, wenn das Dach manuell
verstellt werden soll; da keine bzw. nur stark reduzierte Anhebe-
und Abbremskräfte
erforderlich sind, ist eine manuelle Verstellung trotz eines verhältnismäßig hohen Eigengewichtes
des Fahrzeugdaches möglich.
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Die
Kombination der beiden Federwirkungen des Federelementes – also die
Kraft des Federelementes im Koppelpunkt zum schwenkbar gelagerten Dachlenker
einerseits und die Reaktionskraft im Federfußpunkt andererseits, die über weitere
Hebel und Lenker auf den zweiten Dachlenker übertragen wird – führt zu einer
Minimierung des höchsten, über den gesamten
Bewegungsablauf betrachteten Antriebsmomentenbetrages. Momentenspitzen
des Öffnungs-
bzw. Schließvorganges
des Fahrzeugdaches können
vermieden werden. Zwar kann in einzelnen Dachpositionen während der Überführung zwischen Ablage-
und Schließposition
die Feder in ihren Koppel- und Fußpunkten auf die beteiligten
Lenker gegensätzliche
Wirkungen haben. Eine starke Wirkung der Feder auf einen Dachlenker
kann durch eine gegensätzliche
Wirkung auf den anderen Dachlenker wieder ausgeglichen werden. Durch
die geeignete Wahl der Koppelpunkte und Geometrien steuert die Dachbewegung
selbsttätig
die unterstützende
Wirkung des Federelementes.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen,
der Figurenbeschreibung und den Ansprüchen zu entnehmen.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht auf ein zweiteiliges Hardtop-Fahrzeugdach, dargestellt
in der Schließposition,
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2 eine
schematische Ansicht eines Dachteiles des Fahrzeugdaches, dargestellt
in der Schließposition,
mit eingezeichneter Dachteilkinematik sowie einer Vorgelegekinematik,
die ein Federelement, einen Federhebel sowie einen Koppelhebel zur Dachteilkinematik
umfasst,
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3 eine 2 entsprechende
Darstellung, jedoch in einer Zwischenposition kurz vor dem Erreichen
der maximal angehobenen Position während der Überführungsbewegung von der Schließ- in die
Ablagestellung,
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4 das
Dachteil in seiner maximal angehobenen Position, etwa in der Mitte
der Überführungsbewegung,
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5 das
Dachteil in einer weiter fortgeschrittenen Position kurz vor Erreichen
der Ablagestellung,
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6 das
Dachteil in der Ablagestellung,
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7 ein
Diagramm mit dem Verlauf des Antriebsmoments eines das Fahrzeug
verstellenden Aktuators, dargestellt für das erfindungsgemäße Fahrzeugdach
(durchgezogene Linie) und für
aus dem Stand der Technik bekannte Fahrzeugdächer (gestrichelte Linie),
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8 bis 11 ein
verstellbares Dachteil mit einer Vorgelegekinematik in einer alternativen Ausführung, bei
der das Federelement als Zugfeder ausgebildet ist, dargestellt in
verschiedenen Phasen bei der Überführung zwischen
der Schließposition (8)
und der Ablageposition (11).
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Bei
dem in 1 dargestellten, zwischen der gezeigten Schließposition
und der Ablageposition verstellbaren Fahrzeugdach 1 handelt
es sich beispielhaft um ein zweiteiliges Hardtop mit einem vorderen
Dachteil 3 und einem hinteren Dachteil 2, wobei
beide Dachteile in der Ablage- bzw. Öffnungsposition in einem heckseitigen
Verdeckkasten abgelegt sind und um mindestens einen karosseriefesten Drehpunkt
verschwenkbar sind. Grundsätzlich kommt
im Rahmen der Erfindung aber auch eine Anwendung bei Softtops mit
einem Verdeckbezugsstoff und einem Verdeckgestänge in Betracht oder auch in drei-
oder mehrteiligen Dächern
mit mindestens einem karosseriefesten Drehpunkt.
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In
der Schließposition
erstreckt sich das Fahrzeugdach 1 zwischen einem vorderen
Windschutzscheibenrahmen und einem Heckdeckel, der zugleich den
Verdeckkasten zur Aufnahme der Dachteile überdeckt. Zum Öffnen des
Fahrzeugdaches wird die Dachkinematik betätigt, wodurch die beiden Dachteile 2 und 3 aus
der geschlossenen Position angehoben und nach hinten in den Verdeckkasten
hinein verschwenkt werden. Hierbei ändert sich die Relativposition
zwischen den Dachteilen 2 und 3 sowie die Relativposition
gegenüber
der Fahrzeugkarosserie. Während
der Überführungsbewegung
zwischen Schließ-
und Ablageposition durchlaufen die Dachteile 2 und 3 eine
Zwischenposition, in der der Schwerpunkt der Dachteile maximal angehoben
ist. Bis zum Erreichen dieser Zwischenposition muss über einen Aktuator
eine Stellkraft aufgebracht werden, die dem Eigengewicht der Dachteile
entgegenwirkt, welches die Dachteile in die Ausgangsposition beaufschlagt. Mit
dem Überschreiten
der maximal angehobenen Position wirkt das Eigengewicht der Dachteile
(und der Dachkinematik) in die gegenüberliegende Endposition; der
Aktuator hat dann die Aufgabe, die Dachbewegung so zu steuern, dass
die Endposition mit nur sehr geringer Geschwindigkeit bzw. mit Geschwindigkeit
Null erreicht wird, wofür
der Aktuator gegen das Eigengewicht der Dachteile wirken muss und
nunmehr eine bremsende Funktion hat.
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In
den 2 bis 6 ist exemplarisch das vordere
Dachteil 3 in verschiedenen Phasen zwischen der Schließposition
(2) und der Ablageposition (6) dargestellt.
Das Dachteil 3 ist über
eine Dachteilkinematik 4 verstellbar an die Fahrzeugkarosserie 7 gekoppelt,
wobei die Dachteilkinematik 4 als Viergelenkkinematik ausgebildet
ist und einen vorderen Dachlenker 5 und einen hinteren
Dachlenker 6 umfasst. Der vordere Dachlenker 5 weist
einenends ein karosserieseitiges Drehgelenk 5a auf und ist
anderenends über
ein weiteres Drehgelenk 5b schwenkbar mit dem Dachteil 3 gekoppelt.
In analoger Weise ist der zweite, parallel verlaufende hintere Dachlenker 6 über ein
Drehgelenk 6a schwenkbar an die Fahrzeugkarosserie 7 und
ein gegenüberliegendes
weiters Drehgelenk 6b schwenkbar mit dem Dachteil 3 gekoppelt.
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Des
Weiteren ist eine Vorgelegekinematik 8 vorgesehen, die
der Dachteilkinematik 4 kinematisch vorgeschaltet ist.
Die Vorgelegekinematik 8 umfasst ein Federelement 9,
das im Ausführungsbeispiel
als Druckfeder ausgeführt
ist, einen Federhebel 10 sowie einen Koppellenker 11, über den
der Federhebel kinematisch an den hinteren Dachlenker 6 gekoppelt ist.
Das Federelement 9 weist einen oberen Angriffspunkt 9a auf,
der an einem Fortsatz 5c des vorderen Dachlenkers 5 mit
Abstand zu dessen karosserieseitigem Drehgelenk 5a angebunden
ist. Dem Angriffspunkt 9a gegenüber liegt der Federfußpunkt 9b, über den
das Federelement 9 an den Federhebel 10 angebunden
ist. Dieser Federhebel 10 ist über ein Drehgelenk 10a,
welches zum Federfußpunkt 9b beabstandet
ist, schwenkbar an die Fahrzeugkarosserie 7 gekoppelt. Über ein
weiteres Drehgelenk, welches sowohl zum Federfußpunkt 9b als auch
zum karosserieseitigen Drehgelenk 10a beabstandet ist,
greift der Koppellenker 11 am Federhebel 10 an,
wobei der Koppellenker 11 anderenends über noch ein weiteres Drehgelenk
schwenkbar an einem Fortsatz 6c angebunden ist, der fester
Bestandteil des hinteren Dachlenkers 6 ist und von dessen
karosserieseitigem Drehgelenk 6a verzweigt. Das Drehgelenk
zwischen Koppellenker 11 und Fortsatz 6c liegt
auf Abstand zum karosserieseitigen Drehgelenk 6a des hinteren Dachlenkers.
Der Federfußpunkt 9b und
das Drehgelenk zwischen dem Federhebel 10 und dem Koppellenker 11 können in
einer alternativen Ausführung auch
zusammenfallen.
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In
der Schließposition
des Dachteiles 3 befindet sich die Wirklinie 12 des
Federelementes 9, die durch den Angriffspunkt 9a und
den Federfußpunkt 9b verläuft, auf
der bezogen auf die Ansicht nach 2 linken
Seite sowohl des karosserieseitigen Drehgelenks 5a des
ersten Dachlenkers 5 als auch des karosserieseitigen Drehgelenks 10a des
Federhebels 10. Das Federelement 9 steht in jeder
Endposition unter Vorspannung, so dass aufgrund des Abstandes zwischen
dem Federangriffspunkt 9a und dem Fortsatz 5c am
ersten Dachlenker 5 zum karosserieseitigen Drehgelenk 5a ein öffnendes
Moment (in der Ansicht nach 2 im Uhrzeigersinn)
um dieses karosserieseitige Drehgelenk 5a des Dachlenkers 5 erzeugt
wird. Zugleich bewirkt die Reaktionskraft, die über den Federfußpunkt 9b in
den Federhebel 10 eingeleitet wird, ein Drehmoment um das
karosserieseitige Drehgelenk 10a des Federhebels im Gegenuhrzeigersinn,
was über
den Koppellenker 11 eine Drehbewegung des hinteren Dachlenkers 6 um das
karosserieseitige Drehgelenk 6a im Uhrzeigersinn zur Folge
hat, also in gleicher Richtung wie das Drehmoment um das karosserieseitige
Drehgelenk 5a des ersten Dachlenkers 5. Das Federelement 9 bewirkt
somit in der Schließposition
des Dachteiles 3 sowohl ein öffnendes Moment um das Drehgelenk 5a des
ersten Dachlenkers 5 als auch ein öffnendes Moment um das Drehgelenk 6a des
zweiten Dachlenkers 6. Hierdurch werden die Stellkräfte, die
vom Aktuator aufgebracht werden müssen, minimiert.
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In 3 ist
das Dachteil 3 in einer Zwischenposition während der Überführungsbewegung
von der Schließ-
in die Ablageposition kurz vor Erreichen der maximal angehobenen
Position dargestellt. Die Wirklinie 12 des Federelementes 9 befindet
sich noch diesseits der Position der karosserieseitigen Drehgelenke 5a des
vorderen Dachlenkers 5 sowie 10a des Federhebels 10,
so dass die Wirkrichtung des Federelementes 9 noch die
gleiche ist wie in der Ausgangsposition gemäß 2 und das
Dachteil 3 weiter in Richtung der gegenüberliegenden Endposition – der Ablageposition – kraftbeaufschlagt
wird. Die von der Feder erzeugte Kraft ist jedoch geringer, da sich
die Feder gedehnt hat. Außerdem
ist der wirksame Hebelarm kleiner, so dass die Federwirkung sich
entsprechend des Lastmoments verhält – in diesem Fall minimiert
ist, da sich das Dach nahe seiner statischen Gleichgewichtslage
befindet.
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In 4 ist
die maximal angehobene Position während der Überführungsbewegung zwischen Schließ- und Ablageposition
erreicht. In dieser maximal angehobenen Position läuft die
Wirklinie 12 durch die Achsen der karosserieseitigen Drehgelenke 5a des
vorderen Dachlenkers 5 sowie 10a des Federhebels 10.
Aufgrund dieser Tatsache kann das Federelement 9 trotz
der noch wirkenden Spannung im Federelement kein resultierendes
Drehmoment um die genannten karosserieseitigen Drehgelenke 5a und 10a erzeugen.
Da in dieser maximal angehobenen Position sich aber das Dachteil
sowie die Dachteilkinematik in einer labilen Gleichgewichtsposition
befindet, muss die weitere Dachteilbewegung allein über den
Aktuator erzeugt werden, welcher auf die Dachkinematik wirkt und
die Verstellbewegung zwischen der Schließposition und der Ablageposition erzeugt.
Aufgrund der Gleichgewichtslage des Dachteiles 3 in der
maximal angehobenen Position genügen
hierfür
aber sehr geringe Stellkräfte
bzw. –momente.
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Mit
dem Überschreiten
der maximal angehobenen Position wirkt die Gewichtskraft in Richtung der
zu erreichenden Zielendposition. In 5 ist das Dachteil 3 in
einer weiter fortgeschrittenen Position dargestellt, die den Zustand
etwa zwischen der maximal angehobenen Position und der Ablageposition darstellt.
Die Wirklinie 12 liegt nunmehr aufgrund der weiter fortgeschrittenen
Dachteilposition jenseits der karosserieseitigen Drehgelenke 5a und 10a des
vorderen Dachlenkers 5 bzw. des Federhebels 10,
mithin auf der gegenüberliegenden
Seite im Vergleich zu den Dachteilstellungen vor dem Erreichen der
maximal angehobenen Position. Somit hat sich die Wirkrichtung des
Federelementes umgekehrt, so dass aus der anfänglich unterstützenden
Anhebewirkung nunmehr eine bremsende Wirkung auf beide Dachlenker 5 und 6 erreicht
wird, so dass von dem Aktuator geringere Bremskräfte als in einer Konfiguration ohne
Federelement aufgebracht werden müssen.
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In 6 ist
die Ablageposition des Dachteiles 3 dargestellt. Aufgrund
der Schwenkbewegung des Federhebels 10 um das karosserieseitige
Drehgelenk 10a ändert
sich die Richtung der Wirklinie 12 des Federelementes 9 sowohl
in Bezug auf den ersten Dachlenker 5 als auch auf den zweiten
Dachlenker 6 dahingehend, dass die Summe des aus beiden Wirkungen
resultierenden Momentes etwa dem Lastmoment aus der Gewichtskraft
entspricht. Im dargestellten Beispiel ist dabei der um das Drehgelenk 6a wirkende
Hebel gleich Null. Eine andere Kombination der wirksamen Hebelarme
stellt sich in der gegenüberliegenden
Schließposition
gemäß 2 ein
mit der Wirkung, dass das resultierende Anhebemoment der vorgespannten
Vorgelegekinematik zur Anhebung des Dachteils 3 aus der
Schließposition
sich nahe des statischen Lastmoments befindet. Dies gilt auch in
allen Zwischenpositionen.
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Bei
einer Überführung des
Dachteiles 3 in Gegenrichtung, also aus der Ablageposition
in die Schließposition,
gelten die gleichen Hebelverhältnisse
in jeder Dachteilposition wie bei der Überführung von Schließ- in Ablagestellung.
Es sind lediglich die Antriebs- und Bremsrichtungen des Aktuators
vertauscht. Aufgrund des vergleichmäßigten Momentenverlaufs für das Antriebsmoment,
welches zum Überführen sowohl
von Schließ-
in Ablageposition als auch umgekehrt erforderlich ist, genügen in jedem Fall
verhältnismäßig geringe
Antriebskräfte
bzw. –momente
zur Durchführung
der Stellbewegung des Dachteiles.
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In 7 ist
ein Schaubild mit dem Verlauf des Betrages des Antriebsmomentes
MAntr als Funktion der aktuellen Dachteilposition
dargestellt, die in Prozentangaben für den Kinematikablauf bei der Überführung des
Dachteiles zwischen Schließ-
und Ablageposition aufgetragen ist. Dargestellt ist zum einen mit
gestrichelter Linie der Antriebsmomentenverlauf für konventionelle
Fahrzeugdächer,
welche aus dem Stand der Technik bekannt sind. Zum andern ist der
Verlauf für
das erfindungsgemäße Fahrzeugdach mit
durchgezogener Linie eingetragen. Wie zu erkennen, nimmt das Antriebsmoment
MAntr bei konventionellen Fahrzeugdächern in
Schließposition
(Kinematikablauf = 0 %) und in der Ablageposition (Kinematikablauf
= 100 %) jeweils ein Maximum ein; zwischen diesen Maxima reduziert
sich das Antriebsmoment im Scheitelpunkt der Dachbewegung auf Null.
Dies bedeutet, dass in den Endstellungen des Fahrzeugdaches ein
maximales Antriebsmoment gegen das Eigengewicht das Daches aufgebracht
werden muss, um das Fahrzeugdach aus der Endstellung anzuheben und
in Richtung der gegenüberliegenden
Endstellung zu überführen.
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Beim
erfindungsgemäßen Fahrzeugdach, dessen
Antriebsmomentenkurve mit durchgezogener Linie dargestellt ist,
erhält
man eine sehr flache Antriebsmomentenkurve, deren Niveau erheblich
kleiner ist als dies im Stand der Technik der Fall ist. Ausgeprägte Momentenmaxima
treten nicht auf, vielmehr schwankt die Kurve innerhalb eines verhältnismäßig kleinen
Antriebsmomentenbereiches.
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In
den folgenden 8 bis 11 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
für ein
verstellbares Dachteil 3 eines Fahrzeugdaches in verschiedenen Stellungen
zwischen der Schließposition
(8) und der Ablageposition (11) dargestellt.
Der kinematische Aufbau entspricht grundsätzlich demjenigen des ersten
Ausführungsbeispieles,
so dass insoweit auf die dortigen Erläuterungen verwiesen werden kann.
Ein Unterschied besteht allerdings in der Ausführung des Federelementes 9 der
Vorgelegekinematik 8, das als Zugfeder ausgeführt ist
und aufgrund seiner Vorspannung in beiden Endpositionen auf seinen
Angriffspunkt 9a sowie seinen Federfußpunkt 9b eine Zugkraft
ausübt.
In der Schließposition
nach 8 liegen die beiden karosserieseitigen Drehgelenke 5a des
ersten Dachlenkers 5 und 10a des Federhebels 10,
an welchem auch der Federfußpunkt 9b gelagert
ist, auf der gleichen Seite der Wirklinie 12 durch das
Federelement 9. In der Darstellung nach 8 wird
aufgrund der Vorspannung des Federelementes 9 und des Abstandes
zwischen dem Koppelpunkt 9a am Fortsatz 5c und
dem karosserieseitigen Drehgelenk 5a des Dachlenkers 5 ein
im Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment um das Gelenk 5a erzeugt,
welches den Dachlenker 5 in Richtung der gegenüberliegenden
Ablageposition beaufschlagt. Zugleich wird um das karosserieseitige
Drehgelenk 10a des Federhebels 10 ein Moment im
Gegenuhrzeigersinn erzeugt, welches aufgrund der geometrischen Anordnung
der Hebel und Lenker über
den Koppellenker 11 und den Fortsatz 6c in ein
ebenfalls im Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment um das karosserieseitige
Drehgelenk 6a des zweiten Dachlenkers 6 übertragen
wird. Die Zugfeder 9 erzeugt somit in der Schließposition
auf beide Dachlenker 5 und 6 ein Drehmoment, welches
die Dachkinematik in Richtung der gegenüberliegenden Endposition beaufschlagt.
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In 9 ist
die maximal angehobene Dach- bzw. Scheitelposition bei der Überführungsbewegung
zwischen Schließ-
und Ablageposition dargestellt. Die Wirklinie 12 des Federelementes 9 schneidet
näherungsweise
die karosserieseitigen Drehgelenke 5a und 10a des
Dachlenkers 5 bzw. des Federhebels 10, so dass
die Federkraft kein bzw. ein nur geringes resultierendes Drehmoment
erzeugt.
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Mit
weiter fortgeschrittener Dachteilposition gemäß den 10 und 11 liegen
die karosserieseitigen Drehgelenke 5a und 10a im
Vergleich zur Schließposition
nach 8 auf der gegenüberliegenden Seite der Wirklinie 12.
Dies bedeutet eine Umkehrung der Wirkrichtung des Federelementes
auf die beiden Dachlenker 5 und 6, die nunmehr
ein resultierendes Drehmoment in Gegenrichtung, also in Richtung
der Schließposition
erfahren. Hierdurch wird im weiteren Verlauf bis zum Erreichen der
Ablageposition ein näherungsweise
ausgeglichenes Kräfte-
bzw. Momentenverhältnis
erreicht, bei dem das Eigengewicht des Dachteiles bzw. der Kinematik etwa
ausgeglichen wird. Im Ergebnis wird hierdurch sowohl bei der Anhebebewegung
zwischen der Schließposition
und der maximal angehobenen Position als auch zwischen der maximal
angehobenen Position und dem Erreichen der Ablageposition ein zumindest
annähernd
ausgeglichenes Kräfte-
und Momentenverhältnis
erreicht. Gleiches gilt für
die Dachbewegung in Gegenrichtung, also bei der Überführung von der Ablage- in die
Schließposition.
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- 1
- Fahrzeugdach
- 2
- hinteres
Dachteil
- 3
- vorderes
Dachteil
- 4
- Dachteilkinematik
- 5
- vorderer
Dachlenker
- 5a,
b
- Drehgelenk
- 5c
- Fortsatz
- 6
- hinterer
Dachlenker
- 6a,
b
- Drehgelenk
- 6c
- Fortsatz
- 7
- Fahrzeugkarosserie
- 8
- Vorgelegekinematik
- 9
- Federelement
- 9a
- Angriffspunkt
- 9b
- Federfußpunkt
- 10
- Federhebel
- 10a
- Drehgelenk
- 11
- Koppellenker
- 12
- Wirklinie